可穿戴健康技術得到效率提升

北卡羅萊納州立大學的工程師們展示了一種靈活的裝置，它可以從人體中獲取熱能，以監(jiān)測健康狀況。該裝置超越了所有其他使用身體熱量作為唯一能源的柔性收割機。

在一篇發(fā)表在“應用能源”上的論文中，NC研究人員報告了他們在2017年首次報告的柔性身體熱收割機的顯著增強。收割機使用人體的熱能來驅動可穿戴技術-比如智能手表來測量你的心率、血氧、葡萄糖和其他健康參數(shù)-這些技術從來不需要充電。該技術依賴于同樣的原理來控制剛性熱電收割機，將熱量轉化為電能。

符合人體的柔性收割機是非常需要使用的可穿戴技術。電氣和計算機工程的NC州教授和論文的相應作者MehmetOzturk提到了與柔性設備的優(yōu)越皮膚接觸，以及設備佩戴者的人機工程學和舒適性考慮，作為建造柔性熱電發(fā)電機或TEG的核心原因。

然而，柔性收割機的性能和效率目前遠遠落后于剛性設備，后者在將身體熱量轉化為可用能量的能力方面一直很優(yōu)越。

Ozturk說：“本文報道的柔性器件明顯優(yōu)于迄今報道的其他柔性器件，正在接近剛性器件的效率，這是非常令人鼓舞的。

最初在2017年報道的概念TEG的證明使用了半導體元件，這些半導體元件是用EGaIn-一種無毒的鎵和銦合金制成的液態(tài)金屬互連線串聯(lián)起來的。EGaIn提供了類似金屬的導電性和延展性。整個裝置被嵌入到可伸縮的硅彈性體中。

升級后的裝置采用了相同的結構，但它大大改進了以前版本的熱工程，同時增加了負責將熱量轉化為電能的半導體元件的密度。其中一個改進是改進的硅彈性體-本質上是一種橡膠-封裝EGaIn互連。

Ozturk說：“這里的關鍵是使用摻有石墨烯薄片和EGaIn的高導熱硅彈性體。該彈性體提供了機械魯棒性，以防止穿刺，同時提高了設備的性能。

他說：“使用這種彈性體使我們能夠將導熱系數(shù)——傳熱速率——提高六倍，從而改善橫向熱擴散?！?/p>

Ozturk補充說，這項技術的優(yōu)點之一是，它不需要設備制造商開發(fā)新的柔性熱電材料，因為它包含了在剛性設備中使用的完全相同的半導體元素。Ozturk說，今后的工作將側重于進一步提高這些柔性設備的效率。

Yasaman Sargolzaeiaval，Viswanat h P.Ramesh，Taylor V.Neumann，Veena Misra，Michael Dickey和Daryosh Vashashaee合著了這篇論文。該集團還擁有該技術的最新專利。